(57)【要約】【課題】速度の異なる反応過程を伴う蓄電デバイスの放電能力を精度よく評価するための蓄電デバイスの状態検知方法を提供する。【解決手段】第１実施形態の蓄電デバイスの状態検知方法では、ステップＳ４で放電終了時電圧ＶＤＥまたは充電終了時電圧ＶＣＥを参照値Ｖｒｅｆと比較し、参照値Ｖｒｅｆより低い場合には電能力ＣＯＤが不足と判定する。ステップＳ９では、ステップＳ８で算出したΔＶ（ｔ）を用いて緩和関数Ｆ（ｔ）を最適化する。また、ステップＳ１０で最適化された緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて所定の状態量Ｓを推定する。さらに、ステップＳ１１では、推定した状態量Ｓを参照値Ｓｒｅｆと比較し、状態量Ｓが所定の条件を満たしているときにＣＯＤが確保されていると判定する。【選択図】図１
2010190818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電デバイスの状態検知方法であって、
前記蓄電デバイスが充放電を停止して所定の安定条件を満たす状態に達したときの前記蓄電デバイスの電圧を停止時安定電圧とし、前記蓄電デバイスが充放電を停止してから時間ｔ経過したときの電圧の前記停止時安定電圧からの変化量を停止時電圧変化量とするとき、
前記停止時電圧変化量を算出する緩和関数Ｆ（ｔ）を、前記蓄電デバイスの所定の状態量の関数として事前に作成し、
前記蓄電デバイスの充電を停止する直前の充電終了時電圧、または放電を停止する直前の放電終了時電圧を測定し、
前記蓄電デバイスの前記充電または前記放電停止後の電圧を測定し、
前記電圧測定値から前記停止時電圧変化量を算出して前記緩和関数Ｆ（ｔ）を最適化し、
前記最適化された緩和関数Ｆ（ｔ）から前記状態量を推定し、
前記放電終了時電圧または前記充電終了時電圧と前記推定された状態量とを用いて前記蓄電デバイスの放電能力（ＣＯＤ）を判定する
ことを特徴とする蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項２】
前記緩和関数Ｆ（ｔ）は、前記蓄電デバイス内部の反応速度に対応して事前に作成された２以上（ｍ個とする）の反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）（ｉ＝１〜ｍ）の線形結合で表され、
前記反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）（ｉ＝１〜ｍ）は、前記電圧測定値から算出された前記停止時電圧変化量を前記反応速度に対応する成分に分離して最適化されている
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項３】
前記充放電による電流が微小あるいは一定値で前記蓄電デバイス内部の過渡変化に与える影響が所定の範囲内に限定される場合、前記蓄電デバイスは充放電を停止したと判定される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項４】
前記電流による電圧変化を補正する電圧補正量を事前に作成し、
前記電圧測定値に前記電圧補正量を加算した電圧を用いて前記緩和関数Ｆ(t)を最適化する
ことを特徴とする請求項３に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項５】
充放電停止直前の充放電中の電流を積算した電流積算値から充放電停止時の残容量増減量（ΔＳＯＣ）を算出し、前回の充放電停止時の残容量に前記残容量増減量を加算して今回の充放電停止時の残容量（ＳＯＣ）を算出し、
前記放電終了時電圧または前記充電終了時電圧と前記緩和関数Ｆ（ｔ）から推定された状態量と前記ＳＯＣとに基づいて前記ＣＯＤを判定する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項６】
所定の状態量と充電終了時電圧とを変数とする充電効率算出式を事前に作成し、
前記充放電停止時のＳＯＣは、前記緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて算出される前記状態量と前記充電終了時電圧とを前記充電効率算出式に代入して算出される充電効率で前記残容量増減量を補正して算出される
ことを特徴とする請求項５に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項７】
前記状態量は、前記蓄電デバイスの残容量である
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項８】
前記状態量は、前記蓄電デバイスの劣化度（ＳＯＨ）である
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項９】
前記緩和関数Ｆ(t)は、緩和速度の速い成分ｆｆａｓｔ（ｔ）と遅い成分ｆｓｌｏｗ（ｔ）とを有し、
前記ｆｆａｓｔ（ｔ）、前記ｆｓｌｏｗ（ｔ）及び両者の比率ｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）のそれぞれの参照値を事前に作成し、
前記最適化されたＦ（ｔ）から算出される前記ｆｆａｓｔ（ｔ）、前記ｆｓｌｏｗ（ｔ）及び前記ｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）とそれぞれの前記参照値とを用いて前記ＣＯＤを判定する
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項１０】
前記状態量は、前記蓄電デバイスの劣化度ＳＯＨであって、
前記ｆｆａｓｔ（ｔ）、前記ｆｓｌｏｗ（ｔ）、前記ｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）、及びそれぞれの前記参照値を用いて前記劣化度を算出する
ことを特徴とする請求項９に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項１１】
残容量と充電終了時電圧とを変数とする高速過渡変化補正量算出式を事前に作成し、
前記充放電停止時の残容量と前記充電終了時電圧とを前記高速過渡変化補正量算出式に代入して前記ｆｆａｓｔ（ｔ）に対する補正量を算出し、前記補正量で補正された前記ｆｆａｓｔ（ｔ）を用いて前記劣化度を算出する
ことを特徴とする請求項１０に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項１２】
前記緩和関数Ｆ（ｔ）の前記ｆｆａｓｔ（ｔ）、前記ｆｓｌｏｗ（ｔ）及び前記ｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）に対する前記蓄電デバイスの電解液の濃度変化量を算出する濃度変化量算出式を事前に作成し、
前記最適化された緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて前記濃度変化量算出式から前記電解液の濃度変化量を算出して前記状態量に用いる
ことを特徴とする請求項９に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項１３】
前記蓄電デバイスの電解液の濃度分布の偏り（成層化）変化量を成層化変化量とし、前記緩和関数Ｆ（ｔ）の前記ｆｆａｓｔ（ｔ）、前記ｆｓｌｏｗ（ｔ）及び前記ｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）に対する前記成層化変化量を算出する成層化変化量算出式を事前に作成し、
前記最適化された前記緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて前記成層化変化量算出式から前記成層化変化量を算出して前記状態量に用いる
ことを特徴とする請求項９に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項１４】
前記蓄電デバイスの電解液の液面に対して横方向の濃度分布の偏り（横成層化）の変化量を横成層化変化量とし、前記緩和関数Ｆ（ｔ）の前記ｆｆａｓｔ（ｔ）、前記ｆｓｌｏｗ（ｔ）及び前記ｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）に対する前記横成層化変化量を算出する横成層化変化量算出式を事前に作成し、
前記最適化された前記緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて前記横成層化変化量算出式から前記横成層化変化量を算出して前記状態量に用いる
ことを特徴とする請求項９に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項１５】
前記蓄電デバイスの電解液の液面に対して横方向及び縦方向の濃度分布の偏り（横成層化、縦成層化）の変化量を縦横成層化変化量とし、前記緩和関数Ｆ（ｔ）の前記ｆｆａｓｔ（ｔ）、前記ｆｓｌｏｗ（ｔ）及び前記ｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）に対する前記縦横成層化変化量を算出する縦横成層化変化量算出式を事前に作成し、
前記最適化された前記緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて前記縦横成層化変化量算出式から前記横成層化変化量及び縦成層化変化量を算出して前記状態量に用いる
ことを特徴とする請求項９に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項１６】
前記緩和関数Ｆ（ｔ）は、さらに前記蓄電デバイスの温度の関数として事前に作成され、
前記蓄電デバイスの温度を測定して前記緩和関数Ｆ（ｔ）の算出に用いる
ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項１７】
前記停止時安定電圧は安定時ＯＣＶであり、事前に作成された安定時ＯＣＶ算出式から算出した前記安定時ＯＣＶを前記電圧測定値から減算して前記ＯＣＶ変化量を算出し、
前記ＯＣＶ変化量を前記停止時電圧変化量とする
ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項１８】
前記状態量は、前記反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）から前記反応速度毎の状態量を推定し、これを総計して算出する
ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項１９】
所定の状態における前記反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）、前記ＳＯＣ，および反応速度毎の前記ＳＯＨをそれぞれｆｉref（ｔ）、ＳＯＣref，およびＳＯＨｉrefとし、前記蓄電デバイスの温度Ｔに対する依存性をＧ（Ｔ）とするとき、ｎ回目の充放電終了後の前記反応速度毎緩和関数ｆｉｎ（ｔ）は、
ｆｉｎ（ｔ）＝ｆｉref（ｔ）＊｛ＳＯＣｎ／ＳＯＣref｝
＊｛ＳＯＨｉｎ／ＳＯＨｉref｝＊ｇ（Ｔ）                    (式１)
（ここで、ＳＯＨｉｎは前記反応速度毎のＳＯＨ）
と表される
ことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項２０】
前記蓄電デバイスの電圧および電流を測定し、
前記電流又は所定の充放電停止信号から前記蓄電デバイスが充放電を停止していると判定されると、
前記充放電停止からの経過時間に対応する前記停止時電圧変化量を前記電圧測定値から算出し、
前記経過時間より時定数の短い前記反応速度に対応する前記反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）を前記停止時電圧変化量を用いて最適化し、
前記時定数より長い前記反応速度に対応する前記反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）に対しては直前のものを用い、これと前記最適化された前記反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）と前記放電終了時電圧と、前記充電終了時電圧とから前記状態量を推定する
ことを特徴とする請求項２に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【請求項２１】
前記停止時安定電圧は、前記蓄電デバイスの充放電停止後の電圧が１時間当たり５ｍＶ以下の変動量となったときの前記電圧である
ことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の蓄電デバイスの状態検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイスの状態検知方法に関し、特に蓄電デバイスの放電能力の検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、蓄電デバイスへのユーザーからの期待は高まっており、例えば自動車の走行には電気デバイスが多く使われており、車載電源の重要度が増している。車載電源に対する要求は、２０〜３０年以上の過去においてはエンジンのスタート、エアコン、ランプの点灯程度の機能に限られていた。これに対し、近年はバイワイヤー化が進み、電動ブレーキ（ＥＰＢ）に代表される安全系の部品を電気で制御するようになってきている。また、省エネや二酸化炭素の排出規制に伴って、燃費改善の対策として、交差点などの短時間停止時のアイドリングストップ機能とその再始動能力の確保が求められている。
【０００３】
また、バックアップ電源や電力の平準化としても、安価でメンテナンスコストも安く済み信頼性を確保できる性能が求められている。さらには、携帯機器の普及に伴い、蓄電デバイスのユビキタス化が叫ばれる一方で、電池を原因とする発熱や故障に伴う事故が報告されており、寿命診断や信頼性の確保が必要不可欠となってきている。このように多種多様な機能が電源及び電池に求められており、これに対応して電池の状態検知精度を向上させることにより、これらの問題点を改善することが望まれている。  
【０００４】
一般に、蓄電デバイスが充放電停止後、十分に安定した条件下では、その開放端電圧（ＯＣＶ）と残容量（ＳＯＣ：State of charge）とは、１：１に対応する関係がある(図１２の符号８１)。しかしながら、充放電を行った後の蓄電デバイスは、例えば電解液を含む蓄電池の場合、電気化学反応による極板表面でのイオンの生成・消滅反応、及び電解液の拡散や対流によるイオンの移動、のそれぞれの影響を受けている。このような影響は、Ｌｉイオン電池や鉛蓄電池のような電解液中をイオンが移動する蓄電池では必ず生じる。また、キャパシターの類であっても、蓄電の媒体として電解液を利用する場合にはその媒体の濃度変化が生じるため、やはりイオンの拡散などの影響を受ける。
【０００５】
電解液の代わりに媒体として固体電解質を用いた場合であっても、その電解質中のイオンは、蓄電作用によって偏りが生じる。そのため、媒質または媒体に応じて安定した状態に到達するまでに時間がかかるため、安定したＯＣＶが得られるまでに、蓄電デバイスごとの特性に応じた収束時間が必要になる(例えば液式鉛蓄電池の場合は２０時間程度)。
【０００６】
このような電解質又は電解液中のイオン濃度に経時変化がある場合には、イオン濃度が完全に均質な状態になるまでに長時間を必要とし、有限な測定時間内の電池電圧の測定結果からでは、ＯＣＶとＳＯＣとが１：１の関係が崩れてしまう。図１３、１４は、蓄電池のＳＯＣ及び温度が一定のときのＯＣＶの経時変化の一例を示す図である。図１３は、ＳＯＣが一定であってもＯＣＶ（符号８２）が一定値に安定するまでに時間がかかることを示している。また、図１４ではＳＯＨ（劣化度、State of health）が異なる蓄電池におけるＯＣＶ（符号８３、８４、８５）の変化を示しているが、ＳＯＣや温度を同一条件に調整し直近の充放電条件も同一とした場合でも、ＳＯＨが異なると同じＯＣＶには収束しないことを示している。
【０００７】
このように、ＯＣＶからＳＯＣを求める状態検知方法にあたっては、単にＯＣＶを推定して用いたり直近の充放電履歴を利用したりするだけではＳＯＨの影響が反映されない。蓄電デバイスの劣化条件を反映しないでＯＣＶからＳＯＣを求めると、状態検知の精度が低下するといった問題がある。また、これらのＳＯＣやＳＯＨを用いると、ＣＯＤ(放電能力)を精度よく判定することができなくなる。
【０００８】
従来技術の一例として、特許文献１が知られている。これは二次電池のＯＣＶおよびＳＯＣの検出方法として、充放電履歴に応じた過渡応答をＯＣＶの補正に用いている。ここでは、充放電時間に応じて過渡応答が変わり、抵抗成分や電池の内部反応に応じた分極成分や電解液の拡散速度についての言及がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平２００５−１０６６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の検出方法では、短時間の充放電を行って短時間の過渡応答を測定すると、電池内部の速い反応速度に応じた劣化を知ることはできるが、長時間の過渡応答については測定することができないため、遅い反応速度による劣化を知ることはできない。長時間の過渡応答を測定するためには充放電を長時間行う必要があるが、充放電時間が長くなるにつれてＳＯＣが変化してしまうため、その後の短期的な過渡応答も変化してしまう。このように、特許文献１に記載の検出方法では、電池内部の異なる反応速度に応じた劣化を捉えて残容量等の蓄電池の状態を検知することができない。
【００１１】
電池内部の電気化学反応と呼ばれる一連の反応過程では、極板近傍で生じるイオンの生成消滅反応（速い反応速度）だけでなく、電解液中のイオンの泳動や拡散による移動（遅い反応速度）も反応過程に影響しており、このような反応系では速度の異なる反応過程が状態検知精度にも誤差要因として大きな影響を与える。このことは、キャパシターやＬｉイオン電池であっても、反応速度や拡散速度の大きさの違いはあるが、有限の体積中で反応及びイオンの移動という２つ以上の律速過程を経て充放電を行う蓄電デバイスであれば、同様な影響が現れる。
【００１２】
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、速度の異なる反応過程を伴う蓄電デバイスの放電能力を精度よく評価するための蓄電デバイスの状態検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の第１の態様は、蓄電デバイスの状態検知方法であって、前記蓄電デバイスが充放電を停止して所定の安定条件を満たす状態に達したときの前記蓄電デバイスの電圧を停止時安定電圧とし、前記蓄電デバイスが充放電を停止してから時間ｔ経過したときの電圧の前記停止時安定電圧からの変化量を停止時電圧変化量とするとき、前記停止時電圧変化量を算出する緩和関数Ｆ（ｔ）を、前記蓄電デバイスの所定の状態量の関数として事前に作成し、前記蓄電デバイスの充電を停止する直前の充電終了時電圧、または放電を停止する直前の放電終了時電圧を測定し、前記蓄電デバイスの前記充電または前記放電停止後の電圧を測定し、前記電圧測定値から前記停止時電圧変化量を算出して前記緩和関数Ｆ（ｔ）を最適化し、前記最適化された緩和関数Ｆ（ｔ）から前記状態量を推定し、前記放電終了時電圧または前記充電終了時電圧と前記推定された状態量とを用いて前記蓄電デバイスの放電能力（ＣＯＤ）を判定することを特徴とする。
【００１４】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記緩和関数Ｆ（ｔ）は、前記蓄電デバイス内部の反応速度に対応して事前に作成された２以上（ｍ個とする）の反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）（ｉ＝１〜ｍ）の線形結合で表され、前記反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）（ｉ＝１〜ｍ）は、前記電圧測定値から算出された前記停止時電圧変化量を前記反応速度に対応する成分に分離して最適化されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記充放電による電流が微小あるいは一定値で前記蓄電デバイス内部の過渡変化に与える影響が所定の範囲内に限定される場合、前記蓄電デバイスは充放電を停止したと判定されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記電流による電圧変化を補正する電圧補正量を事前に作成し、前記電圧測定値に前記電圧補正量を加算した電圧を用いて前記緩和関数Ｆ(t)を最適化することを特徴とする。
【００１７】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、充放電停止直前の充放電中の電流を積算した電流積算値から充放電停止時の残容量増減量（ΔＳＯＣ）を算出し、前回の充放電停止時の残容量に前記残容量増減量を加算して今回の充放電停止時の残容量（ＳＯＣ）を算出し、前記放電終了時電圧または前記充電終了時電圧と前記緩和関数Ｆ（ｔ）から推定された状態量と前記ＳＯＣとに基づいて前記ＣＯＤを判定することを特徴とする。
【００１８】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、所定の状態量と充電終了時電圧とを変数とする充電効率算出式を事前に作成し、前記充放電停止時のＳＯＣは、前記緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて算出される前記状態量と前記充電終了時電圧とを前記充電効率算出式に代入して算出される充電効率で前記残容量増減量を補正して算出されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記状態量は、前記蓄電デバイスの残容量（ＳＯＣ）であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記状態量は、前記蓄電デバイスの劣化度（ＳＯＨ）であることを特徴とする。
【００２１】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記緩和関数Ｆ(t)は、緩和速度の速い成分ｆｆａｓｔ（ｔ）と遅い成分ｆｓｌｏｗ（ｔ）とを有し、前記ｆｆａｓｔ（ｔ）、前記ｆｓｌｏｗ（ｔ）及び両者の比率ｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）のそれぞれの参照値を事前に作成し、前記最適化されたＦ（ｔ）から算出される前記ｆｆａｓｔ（ｔ）、前記ｆｓｌｏｗ（ｔ）及び前記ｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）とそれぞれの前記参照値とを用いて前記ＣＯＤを判定することを特徴とする。
【００２２】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記状態量は、前記蓄電デバイスの劣化度ＳＯＨであって、前記ｆｆａｓｔ（ｔ）、前記ｆｓｌｏｗ（ｔ）、前記ｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）、及びそれぞれの前記参照値を用いて前記劣化度を算出することを特徴とする。
【００２３】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、残容量と充電終了時電圧とを変数とする高速過渡変化補正量算出式を事前に作成し、前記充放電停止時の残容量と前記充電終了時電圧とを前記高速過渡変化補正量算出式に代入して前記ｆｆａｓｔ（ｔ）に対する補正量を算出し、前記補正量で補正された前記ｆｆａｓｔ（ｔ）を用いて前記劣化度を算出することを特徴とする。
【００２４】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記緩和関数Ｆ（ｔ）の前記ｆｆａｓｔ（ｔ）、前記ｆｓｌｏｗ（ｔ）及び前記ｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）に対する前記蓄電デバイスの電解液の濃度変化量を算出する濃度変化量算出式を事前に作成し、前記最適化された緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて前記濃度変化量算出式から前記電解液の濃度変化量を算出して前記状態量に用いることを特徴とする。
【００２５】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記蓄電デバイスの電解液の濃度分布の偏り（成層化）変化量を成層化変化量とし、前記緩和関数Ｆ（ｔ）の前記ｆｆａｓｔ（ｔ）、前記ｆｓｌｏｗ（ｔ）及び前記ｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）に対する前記成層化変化量を算出する成層化変化量算出式を事前に作成し、前記最適化された前記緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて前記成層化変化量算出式から前記成層化変化量を算出して前記状態量に用いることを特徴とする。
【００２６】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記蓄電デバイスの電解液の液面に対して横方向の濃度分布の偏り（横成層化）の変化量を横成層化変化量とし、前記緩和関数Ｆ（ｔ）の前記ｆｆａｓｔ（ｔ）、前記ｆｓｌｏｗ（ｔ）及び前記ｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）に対する前記横成層化変化量を算出する横成層化変化量算出式を事前に作成し、前記最適化された前記緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて前記横成層化変化量算出式から前記横成層化変化量を算出して前記状態量に用いることを特徴とする。
【００２７】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記蓄電デバイスの電解液の液面に対して横方向及び縦方向の濃度分布の偏り（横成層化、縦成層化）の変化量を縦横成層化変化量とし、前記緩和関数Ｆ（ｔ）の前記ｆｆａｓｔ（ｔ）、前記ｆｓｌｏｗ（ｔ）及び前記ｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）に対する前記縦横成層化変化量を算出する縦横成層化変化量算出式を事前に作成し、前記最適化された前記緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて前記縦横成層化変化量算出式から前記横成層化変化量及び縦成層化変化量を算出して前記状態量に用いることを特徴とする。
【００２８】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記緩和関数Ｆ（ｔ）は、さらに前記蓄電デバイスの温度の関数として事前に作成され、前記蓄電デバイスの温度を測定して前記緩和関数Ｆ（ｔ）の算出に用いることを特徴とする。
【００２９】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記停止時安定電圧は安定時ＯＣＶであり、事前に作成された安定時ＯＣＶ算出式から算出した前記安定時ＯＣＶを前記電圧測定値から減算して前記ＯＣＶ変化量を算出し、前記ＯＣＶ変化量を前記停止時電圧変化量とすることを特徴とする。
【００３０】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記状態量は、前記反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）から前記反応速度毎の状態量を推定し、これを総計して算出することを特徴とする。
【００３１】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、所定の状態における前記反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）、前記ＳＯＣ，および反応速度毎の前記ＳＯＨをそれぞれｆｉref（ｔ）、ＳＯＣref，およびＳＯＨｉrefとし、前記蓄電デバイスの温度Ｔに対する依存性をｇ（Ｔ）とするとき、ｎ回目の充放電終了後の前記反応速度毎緩和関数ｆｉｎ（ｔ）は、
ｆｉｎ（ｔ）＝ｆｉref（ｔ）＊｛ＳＯＣｎ／ＳＯＣref｝
＊｛ＳＯＨｉｎ／ＳＯＨｉref｝＊ｇ（Ｔ）                    (１)
（ここで、ＳＯＨｉｎは前記反応速度毎のＳＯＨ）
と表されることを特徴とする。
【００３２】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記蓄電デバイスの電圧および電流を測定し、前記電流又は所定の充放電停止信号から前記蓄電デバイスが充放電を停止していると判定されると、前記充放電停止からの経過時間に対応する前記停止時電圧変化量を前記電圧測定値から算出し、前記経過時間より時定数の短い前記反応速度に対応する前記反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）を前記停止時電圧変化量を用いて最適化し、前記時定数より長い前記反応速度に対応する前記反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）に対しては直前のものを用い、これと前記最適化された前記反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）と前記放電終了時電圧と、前記充電終了時電圧とから前記状態量を推定することを特徴とする。
【００３３】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法の他の態様は、前記停止時安定電圧は、前記蓄電デバイスの充放電停止後の電圧が１時間当たり５ｍＶ以下の変動量となったときの前記電圧であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、速度の異なる反応過程を伴う蓄電デバイスの放電能力を精度よく評価するための蓄電デバイスの状態検知方法を提供することができ、蓄電デバイスの放電能力が確保されているか否かを精度よく判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態の状態検知方法を説明する流れ図である。
【図２】第１実施形態の状態検知方法を用いた状態検知システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】状態検知に必要なデータ測定を行うタイミングを判定する流れ図である。
【図４】充放電停止を判定する方法を説明する流れ図である。
【図５】ＯＣＶ２０ｈｒの選択方法を説明する流れ図である。
【図６】Ｆ（ｔ）の最適化を行う方法を説明する流れ図である。
【図７】Ｆ（ｔ）の最適化を行う方法を説明する流れ図である。
【図８】状態量ＳＯＨ、ＳＯＣを算出する方法を説明する流れ図である。
【図９】緩和関数および反応速度毎緩和関数の一例を示すグラフである。
【図１０】反応速度毎緩和関数およびその比の一例を示すグラフである。
【図１１】安定ＯＣＶ推定式の一例を示すグラフである。
【図１２】安定開放端電圧とＳＯＣとの関係を示すグラフである。
【図１３】ＳＯＣが一定のときのＯＣＶの変化を示すグラフである。
【図１４】ＳＯＨが異なるときのＯＣＶの変化を示すグラフである。
【図１５】本発明の第２の実施形態の状態検知方法を説明する流れ図である。
【図１６】充電効率η１、η２の一例を示すグラフである。
【図１７】本発明の第３の実施形態の状態検知方法を説明する流れ図である。
【図１８】反応速度毎緩和関数の変化の一例を示すグラフである。
【図１９】速い反応速度に対するＳＯＨの変化の一例を示すグラフである。
【図２０】ＳＯＨに対する補正係数の一例を示すグラフである。
【図２１】第３実施形態における状態量の判定方法を説明する流れ図である。
【図２２】蓄電デバイスの成層化を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の好ましい実施の形態における蓄電デバイスの状態検知方法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００３７】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法では、充放電停止後の蓄電デバイスの過渡変化を、蓄電デバイスから測定可能な電圧の変化で見ている。すなわち、蓄電デバイスが充放電を停止して所定の安定条件を満たす状態に達したときの電圧を停止時安定電圧とし、充放電停止後の電圧測定値の停止時安定電圧からの変化量を用いて蓄電デバイスの過渡的な状態における状態検知を行う。以下では、蓄電デバイスが充放電を停止してから時間ｔ経過したときの電圧測定値の停止時安定電圧からの変化量を、停止時電圧変化量とする。
【００３８】
本発明の蓄電デバイスの状態検知方法では、上記の停止時電圧変化量を算出する関数として、蓄電デバイスの所定の状態量に依存する緩和関数Ｆ（ｔ）を事前に作成して用いている。そして、電圧測定値から得られる停止時電圧変化量を用いて緩和関数Ｆ（ｔ）を最適化し、最適化された緩和関数Ｆ（ｔ）から所定の状態量を推定して状態検知を行っている。本発明の状態検知方法では、充放電停止直前の電圧状態を検知するとともに、上記の緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて所定の状態量を推定し、この推定した状態量をあらかじめ設定されたそれぞれの判定基準と比較することにより、蓄電デバイスの放電能力（ＣＯＤ）が適切に維持されているかを判定している。所定の状態量として、例えば蓄電デバイスの劣化度の指標であるＳＯＨ（State of health）や残容量を示すＳＯＣなどを用いることができる。
【００３９】
充放電停止後の蓄電デバイスの過渡変化には、イオンの生成・消滅反応のように反応速度の速いものから、電解液の移動等の反応速度の遅いものまであり、これらが充放電停止後の上記の状態量の変化に影響している。そこで、本発明の蓄電デバイスの状態検知方法では、緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて反応速度毎の状態量の変化を推定し、これらを統合して状態量の判定を行っている。例えば、充放電終了後の経過時間が短い時点における状態量を、遅い反応速度の影響も考慮して判定している。
【００４０】
上記の停止時安定電圧として、充放電を停止してから十分な時間が経過したときの蓄電デバイスの開放端電圧ＯＣＶ（以下では安定時ＯＣＶとする）が知られている。ＯＣＶは、蓄電デバイスの端子が開放されて放電が停止されているときの端子間電圧である。本発明の蓄電デバイスの状態検知方法で用いる停止時安定電圧は、ＯＣＶに限らず、蓄電デバイスへの過渡的な影響が限定されている場合には、そのときの安定電圧を用いることができる。一例として、蓄電デバイスから負荷への電力供給を停止している間に、負荷の制御装置等に微小な電流（暗電流）が供給されている場合があるが、このような暗電流等が供給されている場合でも、負荷を停止してから十分な時間が経過したときの電圧を停止時安定電圧とすることができる。
【００４１】
また、蓄電デバイスからの充放電量が常に一定値の場合にも、蓄電デバイスに与える過渡的な影響が十分に小さいと考えられることから、負荷を停止してから十分な時間が経過したときの電圧を停止時安定電圧とすることができる。このように、充放電による電流が微小あるいは一定値で蓄電デバイス内部の過渡変化に与える影響が所定の範囲内に限定される場合には、負荷への電力供給を停止したときに蓄電デバイスからの放電を停止したと判定するとともに、微小電流あるいは一定電流を継続した状態で充放電停止後長時間経過したときの電圧を停止時安定電圧とすることができる。この場合、微小電流あるいは一定電流による電圧変化を補正する電圧補正量を事前に決定し、これを用いて電圧測定値を補正するようにするのが好ましい。
【００４２】
以下では、停止時安定電圧の一例として、安定時ＯＣＶを用いて説明する。安定時ＯＣＶを用いた場合には、図１２に示した関係を用いて状態量ＳＯＣを次式のように表すことができる。
ＳＯＣ＝ＦＳ（ＯＣＶｓ（ＳＯＣ，ＳＯＨ，Ｔ））                          (２)
ＯＣＶｓ（ＳＯＣ，ＳＯＨ，Ｔ）＝ｌｉｍ（Ｖｍｅｓ（ｔ））                    (３)
ここで、ＯＣＶｓは安定時ＯＣＶを表しており、Ｔは蓄電デバイスの温度を示している。  また、上式のｌｉｍは、充放電停止からの経過時間ｔを無限大にすることを示しており、式（３）の右辺は、充放電停止後の経過時間が無限大のときの蓄電デバイスの電圧測定値Ｖｍｅｓ（ｔ）を示している。同様に、安定時ＯＣＶ以外の停止時安定電圧を用いる場合にも、ＳＯＣとの間に上記と同様の関係式を事前に作成することができる。
【００４３】
上式では、ＳＯＣがＯＣＶｓに依存して決定されると同時に、ＯＣＶｓもＳＯＣに依存しており、さらに別の状態量であるＳＯＨと蓄電デバイスの温度Ｔにも依存して変化することを示している。また、ＯＣＶｓが別の状態量ＳＯＨに依存していることから、状態量ＳＯＣもＳＯＨに依存していることになり、それぞれの更新を適切なタイミングで行う必要がある。
【００４４】
ＯＣＶｓは、式（３）に示すように、充放電停止からの経過時間ｔが無限大のときのＶｍｅｓ（ｔ）であるが、実用上はＶｍｅｓ（ｔ）の変化が十分小さくなると考えられる経過時間ｔの時点のＶｍｅｓ（ｔ）とすることができる。また、蓄電デバイスが液式鉛蓄電池の場合には、ＯＣＶｓは、ＯＣＶの１時間当たりの変化量が５ｍＶ以下となるか、あるいは、充放電停止から２０時間経過したときのＶｍｅｓ（ｔ）とすることができる。以下では、蓄電デバイスが液式鉛蓄電池等の蓄電池の場合を一例に、本発明の蓄電デバイスの状態検知方法を説明する。
【００４５】
以下では、蓄電池の充放電停止から２０時間経過したときのＶｍｅｓ（ｔ）を次式のＯＣＶ２０ｈｒとし、これをＯＣＶｓに用いるものとする。
ＯＣＶ２０ｈｒ＝Ｖｍｅｓ（ｔ＝２０ｈｒ）
ＯＣＶｓ（ＳＯＣ，ＳＯＨ，Ｔ）≒ＯＣＶ２０ｈｒ                            (４)
【００４６】
充放電停止後の電圧測定値Ｖｍｅｓ（ｔ）の安定時ＯＣＶからの変化量、すなわちＯＣＶ変化量（停止時電圧変化量）をΔＶ（ｔ）とするとき、
ΔＶ（ｔ）＝Ｖｍｅｓ（ｔ）−ＯＣＶ２０ｈｒ                                (５)
と表すことができる。この電圧変化量ΔＶ（ｔ）は、従来の電気化学の定義では「分極」という言葉を用いて全ての過渡変化を含めて扱われてきた。しかしながら、ΔＶ（ｔ）は安定ＯＣＶに近づくまでの緩和過程によって生じる電圧変化であることから、以下に挙げる電圧変化の要因の影響を受けている。電圧変化の要因として、極板状態、極板近傍でのイオン濃度、それらの固相反応、固液反応、さらには電解液の沈殿や対流、拡散に伴うイオンの移動などがある。ΔＶ（ｔ）は、これらの反応速度の異なる緩和過程が組み合わさって生じていると考えられる。
【００４７】
反応速度の違いに応じてｍ個の多項式からなる関数Ｆ（ｔ）を用いて、ΔＶ（ｔ）を次式のように表すものとする。
ΔＶ（ｔ）＝Ｆ（ｔ）
＝ｆ１（ｔ）＋ｆ２（ｔ）＋・・・ｆｍ（ｔ）＝Σｆｉ（ｔ）    (６)
上記の緩和関数Ｆ（ｔ）では、各項ｆｉ（ｔ）が蓄電池の反応速度の異なる緩和過程の電圧変化への寄与分を示しており、以下では反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）とする。各ｆｉ（ｔ）は、蓄電池の状態量である劣化度ＳＯＨ、残容量ＳＯＣ(イオン濃度)、および温度Ｔに依存する関数である。式（６）の反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）は、充放電停止後の電圧測定値Ｖｍｅｓ（ｔ）から算出されるΔＶ（ｔ）を用いて、これに最適化されるように決定することができる。
【００４８】
本発明の状態検知方法を用いた状態検知システムでは、状態検知が開始される前のＳＯＣ，ＳＯＨ、ＯＣＶ２０ｈｒのそれぞれの初期値ＳＯＣ０、ＳＯＨｉ０、ＯＣＶ２０ｈｒ０を、状態検知システム内に事前に保存されているそれぞれの参照値ＳＯＣｒｅｆ（０）、ＳＯＨｉｒｅｆ（０）、ＯＣＶ２０ｈｒｒｅｆ（０)を用いて、下記のように設定することができる。
ＳＯＣ０＝ＳＯＣｒｅｆ（０）
ＳＯＨｉ０＝ＳＯＨｉｒｅｆ（０)
ＯＣＶ２０ｈｒ０＝ＯＣＶ２０ｈｒｒｅｆ（０）
ここで、参照値ＳＯＣｒｅｆ（０）、ＳＯＨｉｒｅｆ（０）、ＯＣＶ２０ｈｒｒｅｆ（０)は、それぞれ予め別の電池で取得した値である。
【００４９】
状態検知システムで状態検知が開始された後の、ｎ回目（ｎは１以上の整数）の充放電停止後において、ＯＣＶ変化量ΔＶ（ｔ）を表す式（６)の緩和関数Ｆ（ｔ）および反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）を、それぞれＦｎ（ｔ）、ｆｉｎ（ｔ）としたとき、ｉ番目の反応速度に対応するＳＯＣおよびＳＯＨ（それぞれＳＯＣｎ、ＳＯＨｉｎとする）から、反応速度毎緩和関数ｆｉｎ（ｔ）が次式で表わされるものとする。
ｆｉｎ（ｔ）＝ｆｉｒｅｆ（ｔ）＊｛ＳＯＣｎ／ＳＯＣｒｅｆ｝
＊｛ＳＯＨｉｎ／ＳＯＨｉｒｅｆ｝＊ｇ（Ｔ）                    (７)
ここで、ｆｉｒｅｆ（ｔ）、ＳＯＣｒｅｆ、ＳＯＨｉｒｅｆは、あらかじめ設定された初期状態（たとえば未使用状態）でのｆｉ（ｔ）、ＳＯＣ、ＳＯＨｉであり、ｇ（Ｔ）は温度依存性を表す関数である。
【００５０】
式（７）において温度ＴとＳＯＣが時間によらず一定とした場合には、ＳＯＨｉｎは
ＳＯＨｉｎ＝｛ｆｉｎ（ｔ）／ｆｉｒｅｆ（ｔ）｝＊ＳＯＨｉｒｅｆ              (８)
から算出することができる。よって、電圧測定値Ｖｍｅｓ（ｔ）から算出されたΔＶ（ｔ）に式(６)のｆｉｎ（ｔ）を最適化し、これを用いて式（８）からＳＯＨｉｎを算出することができる。
【００５１】
反応速度の異なる過渡応答毎のＳＯＨｉｎを式（８）から算出すると、これらを統合して算出される全体のＳＯＨｎは、
ＳＯＨｎ＝（ＳＯＨ１ｎ、ＳＯＨ２ｎ、・・・、ＳＯＨｍｎ）                  (９)
のように表すことができる。例えば、ｍ個のＳＯＨｉに対して、それぞれの係数をＡ〜Ｍとすると、
ＳＯＨｎ＝Ａ＊ＳＯＨ１ｎ＋Ｂ＊ＳＯＨ２ｎ＋・・・＋Ｍ＊ＳＯＨｍｎ
＝Ａ＊｛ｆ１ｎ（ｔ）／ｆ１ｒｅｆ（ｔ）｝ＳＯＨ１ｒｅｆ＋
Ｂ＊｛ｆ２ｎ（ｔ）／ｆ２ｒｅｆ（ｔ）｝ＳＯＨ２ｒｅｆ＋・・・＋
Ｍ＊｛ｆｍｎ（ｔ）／ｆｍｒｅｆ（ｔ）｝ＳＯＨｍｒｅｆ              (９−１)
と表すことができる。但し、式（９−１）は式（９）の関係式を表す一例であり、これに限定されるものではない。上記のようにして算出されたＳＯＨｎを用いて、蓄電池の劣化状態の検知を行うことができる。同様にして、別の状態量であるＳＯＣｎを、最適化された緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて算出することができる。
【００５２】
式（６）で示した緩和関数Ｆ（ｔ）は、反応速度の異なる反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）を有していることから、ｎ回目の充放電停止後において、経過時間が短い場合には、遅い反応速度に対応するｆｉｎ（ｔ）を最適化して求めることができない。その結果、緩和関数Ｆ（ｔ）を用いてＳＯＣｎ、ＳＯＨｉｎを更新することができない。そこで、遅い反応速度に対応するｆｉｎ（ｔ）の最適化が可能となるまでは、ＳＯＣｎ、ＳＯＨｉｎに代えて前回の充放電停止時の値ＳＯＣｎ−１、ＳＯＨｉｎ−１を用いることとし、式（７)を近似的に次式のように表すものとする。
ｆｉｎ（ｔ）＝ｆｉｒｅｆ（ｔ）＊｛ＳＯＣｎ−１／ＳＯＣｉｒｅｆ｝
＊｛ＳＯＨｉｎ−１／ＳＯＨｉｒｅｆ｝＊ｇ（Ｔ）                (７−１)
【００５３】
遅い反応速度に対応するｆｉｎ（ｔ）に対して（７−１）を用いることができる場合には、充放電停止後の短時間経過した時点から状態検知を行うことが可能となる。特に、充放電が所定の閾値以下でしか行われない場合には、前回の充放電終了後のＳＯＣｎ−１、ＳＯＨｉｎ−１を用いた緩和関数Ｆｎ（ｔ）を状態検知に用いることが可能となる。
【００５４】
一方、蓄電池の残容量ＳＯＣについては、前回（ｎ−１回目）の充放電停止を終了してから今回（ｎ回目）の充放電停止までの期間の充放電については、その間の充放電電流を積算して残容量変化分ΔＳＯＣを算出することができ、これを用いて前回の残容量ＳＯＣｎ−１を補正してＳＯＣｎを算出することができる。すなわち、
ＳＯＣｎ-１’＝ＳＯＣｎ-１＋ΔＳＯＣ
とし、これをＳＯＣｎの代わりに用いて式（７)を近似的に次式のようにすることができる。
ｆｉｎ（ｔ）＝ｆｉｒｅｆ（ｔ）＊｛ＳＯＣｎ-１’／ＳＯＣｒｅｆ｝
＊｛ＳＯＨｉｎ-１／ＳＯＨｉｒｅｆ｝＊ｇ（Ｔ）              (７−２)
【００５５】
式（８)で算出されたＳＯＨｉｎを用いて次式でｆｉｎ（ｔ）を更新し、これをＳＯＣｉｎの算出に用いる。
ｆｉｎ（ｔ）＝ｆｉref（ｔ）＊｛ＳＯＣｉｎ-１／ＳＯＣｒｅｆ｝
＊｛ＳＯＨｉｎ／ＳＯＨｉｒｅｆ｝＊ｇ（Ｔ）                (７−３)
【００５６】
式（５）と式（７−３）から、ＯＣＶ２０ｈｒは次式によって算出できる。
ＯＣＶ２０ｈｒ＝Ｖｍｅｓ（ｔ）―Σ［ｆｉｒｅｆ（ｔ）＊｛ＳＯＣｎ-１／ＳＯＣｒｅｆ｝＊｛ＳＯＨｉｎ／ＳＯＨｉｒｅｆ｝］＊ｇ（Ｔ）                (式１０)
このＯＣＶ２０ｈｒを(式２)に代入することによりＳＯＣｎを算出することができ、ＳＯＣの状態検知に用いることができる。
【００５７】
上記のとおり、ｍ種類の反応速度に対応するｍ個の参照値ｆｉｒｅｆ（ｔ）（ｉ＝１〜ｍ）と、ｍ個の劣化度の参照値ＳＯＨｉｒｅｆ（ｉ＝１〜ｍ）と、１個の残容量の参照値ＳＯＣｒｅｆをもとに、ｎ回目の充放電停止後のｍ個の反応速度毎緩和関数ｆｉｎ（ｔ）（ｉ＝１〜ｍ）を算出することができる。これより、異なる反応速度に応じた劣化度を反映したＯＣＶ、ＳＯＣおよびＳＯＨを求めて精度の高い状態検知を行うことが可能となる。
【００５８】
本発明の第１の実施形態に係る蓄電デバイスの状態検知方法を、図１、２を用いて以下に説明する。図１は、本実施形態の状態検知方法による処理の流れを示す流れ図である。  また、図２は、本実施形態の状態検知方法を用いた状態検知システムの概略構成を示すブロック図である。図２に示す状態検知システム１０は、一例として、車両に搭載された蓄電池１の状態検知を行うように構成されている。蓄電池１には、充電手段２と負荷３が接続されており、充電手段２による充電と負荷３への放電が可能となっている。また、蓄電池１には温度測定手段１ａ、電圧測定手段１ｂ及び電流測定手段１ｃが設けられており、入力手段４を介してそれぞれの測定値を状態検知システム１０へ入力することが可能となっている。さらに、蓄電池１の充放電を制御する制御装置５が設けられている。制御装置５から状態検知システム１０への入力手段４を介して、制御情報を入力することも可能となっている。
【００５９】
状態検知システム１０は、演算装置１１と、固定記憶手段（ＲＯＭ）１２と、一時記憶手段（ＲＡM）１３と、タイマ１４と状態出力手段１５とを備えている。演算装置１１は、入力手段４を用いて蓄電池１の温度測定値、電圧測定値及び電流測定値を入力し、これを一時記憶手段１３に保存する。また、固定記憶手段１２には、反応速度毎緩和関数ｆｉ（ｔ）や各種状態量の初期値や参照値が格納されている。演算装置１１は、固定記憶手段１２に保存された初期値や参照値、及び一時記憶手段１３に保存された電圧測定値などを用いて、タイマ１４でカウントされる所定の時間周期で蓄電池１の状態検知を行い、結果を状態出力手段１５に出力するように構成されている。状態出力手段１５の出力情報は制御装置５が用いるための制御パラメータの情報を供給することも可能となっている。
【００６０】
本実施形態の状態検知方法を、図１に示す流れ図を用いて以下に説明する。まず、ステップＳ１において、入力手段４を用いて蓄電池の電圧測定値及び電流測定値を入力する。次のステップＳ２では、入力した電流測定値から充放電停止が開始されたかを判定する。充放電停止が開始されたと判定されると、ステップＳ３では直前の電圧測定値を放電終了時電圧ＶＤＥまたは充電終了時電圧ＶＣＥとして一時記憶手段１３に保存する。そして、ステップＳ４において、放電終了時電圧ＶＤＥまたは充電終了時電圧ＶＣＥを固定記憶手段１２に保存されている参照値のＶｒｅｆと比較し、参照値Ｖｒｅｆより高い場合には次のステップＳ５に進む。一方、放電終了時電圧ＶＤＥまたは充電終了時電圧ＶＣＥが参照値Ｖｒｅｆより低い場合には、放電能力ＣＯＤが不足していると判定し、ステップＳ１３に進んでＣＯＤ不足を状態出力手段１５に出力して終了する。
ここでＶｒｅｆは、予め別の電池で測定した値（例えば、１２．８Ｖ）である。
【００６１】
ステップＳ４で放電終了時電圧ＶＤＥまたは充電終了時電圧ＶＣＥがＶｒｅｆ以上と判定された場合には、ステップＳ５で充放電停止中かあるいは充放電が再開されたかを判定する。充放電が再開されたと判定された場合には、状態検知を終了する。一方、充放電停止が継続されている場合には、ステップＳ６において電圧測定値をＶｍｅｓに設定して一時記憶手段１３に保存する。次のステップＳ７では、停止時安定電圧であるＯＣＶ２０ｈｒを選択し、これと電圧測定値をＶｍｅｓを用いてステップＳ８でΔＶ（ｔ）を算出する。
【００６２】
ステップＳ９では、ステップＳ８で算出されたΔＶ（ｔ）を用いて緩和関数Ｆ（ｔ）を最適化する。フィッティング方法に関しては、最小二乗法などの回帰計算を利用して算出する方法が種々考えられるが、本フィッティングではΔV(２０ｈｒ)＝０となってしまうため、単純に指数関数の和を用いて回帰計算を行うと誤差が大きくなってしまう。そこで、ΔV(２０ｈｒ)＝０付近での接線の傾きを差し引き、ΔV(２０ｈｒ)＞０が常に成り立つような関数（例えば、後述する式（１１−４））を導入し、その差分に対して指数関数の和によるフィッティングを行うのが望ましい。
【００６３】
ステップＳ１０において、最適化された緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて所定の状態量（以下ではＳで表す）を推定する。ステップＳ１１では、推定した状態量Ｓを固定記憶手段１２に保存されている参照値Ｓｒｅｆと比較し、状態量Ｓが所定の条件を満たしていると判定したときはステップＳ１２に進んでＣＯＤが確保されていることを状態出力手段１５に出力する。一方、ステップＳ１１の判定において、状態量Ｓが所定の条件を満たしていないと判定したときはステップＳ１３に進んでＣＯＤが不足していることを状態出力手段１５に出力する。
【００６４】
本実施形態の蓄電池の状態検知方法では、式(２)のＳＯＣ算出式及びＳＯＣ、ＳＯＨ、ＯＣＶ２０ｈｒの初期値に対応した参照値ＳＯＣｒｅｆ（０）、ＳＯＨｒｅｆ（０）、ＯＣＶ２０ｈｒｒｅｆ（０）を固定記憶手段１２に予め保存しておき、これを用いてそれぞれの初期値をＳＯＣ０＝ＳＯＣｒｅｆ（０）、ＳＯＨｉ０＝ＳＯＨｉｒｅｆ（０）、ＯＣＶ２０ｈｒ０＝ＯＣＶ２０ｈｒｒｅｆ（０）と設定する。
【００６５】
ステップＳ１の処理の詳細を図３に示す。図３では、予め定められた確認タイミングにタイマーカウント値の確認を行い、決められた測定タイミングに対して、タイマーカウント（ｔ_count）がその測定タイミング値を超えたときに（ステップＳ１−２）、入力手段１４から蓄電池１の電圧、電流を入力する（ステップＳ１−４）。
【００６６】
ステップＳ２において、蓄電池１の充放電停止を判定する方法の一例を図４に示す。充放電停止は、ステップＳ２−２で測定した電流測定値が固定記憶手段１２に保存されている所定の閾値以下のときに判定される（ステップＳ２−４）が、例えば、制御装置５で自動車が駐車又は停車していると判断されたり、あるいは状態検知装置１０が蓄電池１に接続されたことを示す情報が演算装置１１に入力された場合（ステップＳ２−１）、これらの情報を用いて充放電停止を判定することもできる（ステップＳ２−３）。
【００６７】
ステップＳ７のＯＣＶ２０ｈｒの選択方法を図５の流れ図に示す。ｎ回目のＯＣＶ２０ｈｒ算出開始時のＳＯＣｎ、ＳＯＨｎには、前回の算出値ＳＯＣｎ−１、ＳＯＨｎ−１を用いる（ステップＳ７−１）。蓄電池１の現在の温度Ｔは入力手段４から入力される測定値を用いる（ステップＳ７−２）。これにより選択されるＯＣＶ２０ｈｒをＯＣＶ２０ｈｒｔｅｍｐとすると、複数のＳＯＣ、ＳＯＨの値および温度を組み合わせたｈ種類の条件で事前に作成された関係式
H（SOC_j,SOH_k,T_l) =ＯＣＶ２０ｈｒｒｅｆ(h)  （h,j,k,lは自然数）
を用いて（ステップＳ７−４）、ＯＣＶ２０ｈｒｔｅｍｐを次式で設定する（ステップＳ７−５）。
ＯＣＶ２０ｈｒｔｅｍｐ＝ＯＣＶ２０ｈｒｒｅｆ(ｈ)
【００６８】
以下では、簡単のため式(６)を下記の４項からなるものとする。
Ｆ（ｔ）＝ｆｆａｓｔ（ｔ）＋ｆｓｌｏｗ（ｔ）
＝｛ｆｆａｓｔ１（ｔ）＋ｆｆａｓｔ２（ｔ）｝＋
｛ｆｓｌｏｗ１（ｔ）＋ｆｓｌｏｗ２（ｔ）｝                  (１１)
【００６９】
１実施例として例えば、（式１１）を
速い緩和速度の関数１：ｆｆａｓｔ１（ｔ）= A*exp(-B*t^C) （１１−１）
速い緩和速度の関数２：ｆｆａｓｔ２（ｔ）= D*exp(-E*t^F) （１１−２）
遅い緩和速度の関数１：ｆｓｌｏｗ１（ｔ）= G*exp(-H*t^I) （１１−３）
遅い緩和速度の関数２：ｆｓｌｏｗ２（ｔ）= -a /72000*t+b （１１−４）
と表すことによって、ΔV（ｔ）を最適化する関数を作成することが容易となる。但し、演算装置１１の演算速度や固定記憶手段１２、一時記憶手段１３のメモリ容量と、測定センサに要求される精度の条件等によって、この関数を複雑化したもの、あるいは簡略化したものを用いてもよい。
【００７０】
タイマカウントの経過時間に応じて、ΔＶ(t)からＦｎ（ｔ）を求める方法（ステップＳ９）を、図６および図７を用いて説明する。式（１１−１）〜（１１−４）で示した関数は、４つの基準時間（１０秒、１０００秒、３６０００秒、７２０００秒）で分けられる区間で、それぞれが支配的となるようにフィッティングして各係数が決定される。ここで、基準時間（１０秒、１０００秒、３６０００秒、７２０００秒）は一例であり、蓄電池の反応速度の緩和特性に応じて設定することができる。また、蓄電池内部の反応速度だけでなく、実車での走行条件や休止条件、センサの要求精度等によって、この基準となる時間を変更することができる。
【００７１】
充放電停止後の経過時間が２０時間より短い場合に、ΔＶ(ｔ)からＦｎ（ｔ）を求める方法を図６を用いて説明する。時間ｔが第１の基準時間（１０秒）より短いと判定されたときは（ステップＳ９−１）、前回の充放電停止後の算出値Ｆｎ−１（ｔ）をもとに、Ｆｎ（ｔ）を次式で算出する（ステップＳ９−２）。
Ｆｎ（ｔ）＝ｆｆａｓｔ１ｎ−１（ｔ）＋ｆｆａｓｔ２ｎ−１（ｔ）＋
ｆｓｌｏｗ１ｎ−１（ｔ）＋ｆｓｌｏｗ２ｎ−１（ｔ）｝              (１２)
【００７２】
以下同様に、時間ｔが第１の基準時間以上で第２の基準時間（１０００秒）より短いと判定されたときは（ステップＳ９−３）、前回の充放電終了後のＦｎ−１（ｔ）と最新のデータをもとに、Ｆｎ（ｔ）を次式で算出する（ステップＳ９−４）。
Ｆｎ（ｔ）＝ｆｆａｓｔ１ｎ（ｔ）＋ｆｆａｓｔ２ｎ−１（ｔ）＋
ｆｓｌｏｗ１ｎ−１（ｔ）＋ｆｓｌｏｗ２ｎ−１（ｔ）｝              (１３)
【００７３】
また、時間ｔが第２の基準時間以上で第３の基準時間（３６０００秒）より短いと判定されたときは（ステップＳ９−５）、前回の充放電終了後のＦｎ−１（ｔ）と最新のデータをもとに、Ｆｎ（ｔ）を次式で算出する（ステップＳ９−６）。
Ｆｎ（ｔ）＝ｆｆａｓｔ１ｎ（ｔ）＋ｆｆａｓｔ２ｎ（ｔ）＋
ｆｓｌｏｗ１ｎ−１（ｔ）＋ｆｓｌｏｗ２ｎ−１（ｔ）｝                (１４)
【００７４】
また、時間ｔが第３の基準時間以上で第４の基準時間（７２０００秒）より短いと判定されたときは（ステップＳ９−７）、前回の充放電終了後のＦｎ−１（ｔ）と最新のデータをもとに、Ｆｎ（ｔ）を次式で算出する（ステップＳ９−８）。
Ｆｎ（ｔ）＝ｆｆａｓｔ１ｎ（ｔ）＋ｆｆａｓｔ２ｎ（ｔ）＋
ｆｓｌｏｗ１ｎ（ｔ）＋ｆｓｌｏｗ２ｎ−１（ｔ）｝                  (１５)
上記の式（１２）〜（１５）から求まったＦｎ（ｔ）に対し、ｔ＝２０時間を代入して
ＯＣＶ２０ｈｒｎ＝Ｆｎ（２０hr）
が得られる（ステップＳ９−１１）。
【００７５】
時間ｔが第４の基準時間以上（例えば20時間）と判定されたときは（ステップＳ９−７）、図７に示すように、最新のＶｍｅｓ（２０ｈｒ）から求められたＯＣＶ２０ｈｒｔｅｍｐと、これまで記録したΔＶ(t)（ΔＶ(t)ｔｅｍｐとする）をもとに
ΔＶｎ(t)＝ΔＶ(t)ｔｅｍｐ＋ＯＣＶ２０ｈｒｔｅｍｐ−ＯＣＶ２０ｈｒｎ            （１６）
として、ΔＶｎ(t)を算出し（ステップＳ９−１３）、Ｆｎ（ｔ）を次式で算出する（ステップＳ９−１５）。
Ｆｎ（ｔ）＝ｆｆａｓｔ１ｎ（ｔ）＋ｆｆａｓｔ２ｎ（ｔ）＋
ｆｓｌｏｗ１ｎ（ｔ）＋ｆｓｌｏｗ２ｎ（ｔ）｝                      (１７)
【００７６】
図８は、図６及び図７の処理で算出されて一時記憶手段１３に保存されたｆｉ(t)と、予め固定記憶手段１２に保存された参照値ｆｉｒｅｆ（ｔ）、ＳＯＨｉｒｅｆを用いて、ＳＯＨｉｎ、ＳＯＣを算出するステップＳ１０の処理の流れを示している。上記で得られたＯＣＶ２０ｈｒｎと参照値ｆｉｒｅｆ（ｔ）とＳＯＨｉｒｅｆと温度Ｔｎとを各記憶手段１２，１３から読み出し（ステップＳ１０−１、２）、固定記憶手段１２に保存されている関数Ｉ（ＯＣＶ２０ｈｒ_ｎ, ＳＯＨｉｎ，Ｔｎ)＝ＳＯＣｒｅｆ_ｎの関係式にそれぞれの値を代入することによってＳＯＣｒｅｆ_ｎを算出し（ステップＳ１０−６）、これからＳＯＣｎ＝ＳＯＣｒｅｆ_ｎを算出する（ステップＳ１０−７）。
【００７７】
本実施形態の蓄電池の状態検知方法における緩和関数Ｆ（ｔ）の最適化の一実施例として、緩和関数Ｆ（ｔ）を式(１１)のように表したときの各項の変化の一例を図９に示す。図９は、横軸を充放電終了からの経過時間としたときのΔＶ（ｔ）（＝Ｆ（ｔ））の変化を示すグラフであり、符号５１〜５４はそれぞれ式(１１)の各項（ｆｆａｓｔ１（ｔ）、ｆｆａｓｔ２（ｔ）、ｆｓｌｏｗ１（ｔ）、ｆｓｌｏｗ２（ｔ））の変化を示している。また、符号５０が真値を示しており、符号５５が(式１１)から算出されたＦ（ｔ）の値を示している。本実施形態のＦ（ｔ）を用いることにより、ΔＶ（ｔ）を高精度に予測できることが示されている。
【００７８】
以下では、遅い反応速度の成層化度合い(電解液の拡散等)を式(８)のＳＯＨ１（ｉ＝１）とし、ｎ回目の充放電後のＳＯＨ１ｎを、
ＳＯＨ１ｎ＝ｆｓｌｏｗｎ（ｔ）／ｆｓｌｏｗｒｅｆ＊ＳＯＨ１ｒｅｆ
＝｛ｆｓｌｏｗ１ｎ（ｔ）＋ｆｓｌｏｗ２ｎ（ｔ）｝／
｛ｆｓｌｏｗ１  ｒｅｆ（ｔ）＋ｆｓｌｏｗ２  ｒｅｆ（ｔ）｝＊ＳＯＨ１ｒｅｆ  
(式１８)
で算出するものとする。上記では、式(８)のｆｉｎ（ｔ）、ｆｉｒｅｆ（ｔ）をさらに２つの項の和｛ｆｓｌｏｗ１ｎ（ｔ）＋ｆｓｌｏｗ２ｎ（ｔ）｝、｛ｆｓｌｏｗ１ｒｅｆ（ｔ）＋ｆｓｌｏｗ２ ｒｅｆ（ｔ）｝から算出されるものとしている。
【００７９】
一例として、古河バッテリー製のサイズ型番：55D23の液式鉛蓄電池を用いて、環境温度２５℃、ＤＯＤ（Depth of discharge）１０%の条件下で、未使用状態から充放電サイクルを２０回、５０回および１００回実施した。２０サイクルの充放電後、５０サイクルの充放電後、および１００サイクルの充放電後の測定データをもとに、２０サイクル時を基準として、充放電停止から５時間経過（ｔ＝５時間）したときのＯＣＶ変化量ｆｉｎ（５hr）からＳＯＨ１ｎが次式のように算出される。
ＳＯＨ１５０＝｛ｆｓｌｏｗ１５０（５hr）＋ｆｓｌｏｗ２５０（５hr）｝／
｛ｆｓｌｏｗ１２０（５hr）＋ｆｓｌｏｗ２２０（５hr）｝＊ＳＯＨ１２０    (式１９)
ＳＯＨ１１００＝｛ｆｓｌｏｗ１１００（５hr）＋ｆｓｌｏｗ２１００（５hr）｝／
｛ｆｓｌｏｗ１２０（５hr）＋ｆｓｌｏｗ２２０（５hr）｝＊ＳＯＨ１２０    (式２０)
【００８０】
図１０に、測定データから算出したｆｓｌｏｗｎ（ｔ）／ｆｓｌｏｗ２０（ｔ）を示す。符号６１、６２、６３がそれぞれｆｓｌｏｗ２０（ｔ）、ｆｓｌｏｗ５０（ｔ）、ｆｓｌｏｗ１００（ｔ）を示しており、符号６４、６５がそれぞれｆｓｌｏｗ５０（ｔ）／ｆｓｌｏｗ２０（ｔ）、ｆｓｌｏｗ１００（ｔ）／ｆｓｌｏｗ２０（ｔ）を示している。同図より、例えばｔ＝１８０００秒の時点で
｛ｆｓｌｏｗ１５０（５hr）＋ｆｓｌｏｗ２５０（５hr）｝／
｛ｆｓｌｏｗ１２０（５hr）＋ｆｓｌｏｗ２２０（５hr）｝
＝Ｆｓｌｏｗ５０（５hr）／Ｆｓｌｏｗ２０（５hr）
＝１．５２
【００８１】
同様に、
ｆｓｌｏｗ１００（５hr）／ｆｓｌｏｗ２０（５hr）
＝１．６３
が得られる。このように、充放電サイクル数に応じた電池状態の変化をＯＣＶの変化量Ｆ（ｔ）から捉えることが可能となる。
【００８２】
また、一例として充放電終了後２０時間経過したときのＯＣＶは、充放電サイクル数２０、５０、１００に対し
ＯＣＶ２０ｈｒ２０＝１２．８９６［Ｖ］
ＯＣＶ２０ｈｒ５０＝１３．０３２［Ｖ］
ＯＣＶ２０ｈｒ１００＝１３．０３６［Ｖ］
上記のｆｓｌｏｗｎ（ｔ）／ｆｓｌｏｗ２０（ｔ）とＯＣＶ２０ｈｒ２０との関係を図１１に示す。図１１に示す結果を、同種の蓄電池のＯＣＶ２０ｈｒを推定する安定ＯＣＶ推定式に用いることができる。
【００８３】
上記説明の通り、本発明によれば速度の異なる反応過程による劣化を評価して状態検知を行う蓄電池の状態検知方法を提供することができる。電池の劣化度ＳＯＨを検知することによって、残容量ＳＯＣを精度良く検知することが可能になる。
【００８４】
本発明の第２の実施形態に係る蓄電デバイスの状態検知方法を、図１５を用いて以下に説明する。図１５は、本実施形態の状態検知方法による処理の流れを示す流れ図である。本実施形態では、第１の実施形態のステップＳ４で放電終了時電圧ＶＤＥまたは充電終了時電圧ＶＣＥをもとにＣＯＤを判定した後に、ステップＳ２１で充放電停止時の残容量ＳＯＣｓｔｏｐｎを用いてＣＯＤを判定するようにしている。すなわち、ステップ２１では、残容量ＳＯＣｓｔｏｐｎを固定記憶手段１２に保存されている参照値のＳＯＣｓｔｏｐｒｅｆと比較し、残容量ＳＯＣｓｔｏｐｎが参照値ＳＯＣｓｔｏｐｒｅｆ以上の場合には次のステップＳ５以降に進み、参照値ＳＯＣｓｔｏｐｒｅｆより小さい場合にはＣＯＤが不足していると判定してステップＳ１３に進む。これにより、蓄電池１の放電能力をさらに高精度に判定することができる。
【００８５】
充放電停止時の残容量ＳＯＣｓｔｏｐｎの算出方法を、図１６を用いて説明する。前記の充放電停止時に算出されたＳＯＣｓｔｏｐｎ−１に対し、その後充放電を再開してから今回の充放電停止までの間に増減したＳＯＣ（これを残容量増減量ΔＳＯＣとする）を補正することで、今回の充放電停止時の残容量ＳＯＣｓｔｏｐｎを算出することができる。残容量増減量ΔＳＯＣは、前回の充放電再開から今回の充放電停止までの間の蓄電池１の充放電電流を積算することで算出することができる。
【００８６】
本実施形態では、上記のように算出したΔＳＯＣに対し、さらに所定の補正を行うことで、残容量増減量をさらに高精度に算出できるようにしている。本実施形態の状態検知方法においては、充放電停止時の残容量ＳＯＣｓｔｏｐｎを次式で算出している。
ＳＯＣｓｔｏｐｎ＝ＳＯＣｓｔｏｐｎ−１＋ΔＳＯＣ＊η１ｎ−１＊η２ｎ−１（２１）
ここで、η１ｎ−１は図１６（ａ）に示すように、遅い緩和速度の関数ｆｓｌｏｗ（１０ｈｒ）（式（１１−３）のｆｓｌｏｗ１または式（１１−４）のｆｓｌｏｗ２）に依存して決定される補正係数であり、η２ｎ−１は図１６（ｂ）に示すように、充電終了時電圧ＶＣＥｎに依存して決定される補正係数である。これらの補正係数は、蓄電池１の充電効率を補正するものである。
【００８７】
本発明の第３の実施形態に係る蓄電デバイスの状態検知方法を、図１７を用いて以下に説明する。図１７は、本実施形態の状態検知方法による処理の流れを示す流れ図である。本実施形態では、図１５に示した第２の実施形態の処理において、ステップＳ１０、Ｓ１１の処理方法を変更してステップＳ３０としている。第２の実施形態のステップＳ１０、Ｓ１１では（第１の実施形態でも同じ）、所定の状態量Ｓを算出して固定記憶手段１２に保存されている参照値Ｓｒｅｆと比較することで、状態量Ｓが放電能力を維持していることを示す条件を満たしているかを判定していた。これに対し、本実施形態のステップＳ３０では、状態量Ｓを反応速度毎に評価して反応速度毎に放電能力維持の条件を満たしているかを判定するようにしている。また、遅い反応速度と速い反応速度の比率に基づく判定も行うようにしている。
【００８８】
状態量Ｓとして劣化度ＳＯＨを一例に、反応速度毎の判定及び遅い反応速度と速い反応速度の比率に基づく判定の方法を以下に説明する。反応速度毎の劣化度ＳＯＨｆａｓｔｎ、ＳＯＨｓｌｏｗｎは、式（８）を用いて以下のように算出することができる。
ＳＯＨｆａｓｔｎ’＝｛ｆｆａｓｔｎ（ｔ）／ｆｆａｓｔｒｅｆ_ｎ（ｔ）｝＊ＳＯＨｆａｓｔｒｅｆ                  （２２）
ＳＯＨｓｌｏｗｎ＝｛ｆｓｌｏｗｎ（ｔ）／ｆｓｌｏｗｒｅｆ_ｎ（ｔ）｝＊ＳＯＨｓｌｏｗｒｅｆ                    （２３）
さらに、反応速度毎の劣化度ＳＯＨｆａｓｔｎ、ＳＯＨｓｌｏｗｎを統合した全体のＳＯＨｎは、式（９）のように表され、例えば式（９−１）から算出することができる。
【００８９】
遅い反応速度と速い反応速度の比率に基づいて算出される劣化度ＳＯＨｆａｓｔ/ｓｌｏｗｎについても、上記と同様に次式で算出することができる。
ＳＯＨｆａｓｔ/ｓｌｏｗｎ＝｛ｆｆａｓｔ/ｓｌｏｗｎ（ｔ）／ｆｆａｓｔ/ｓｌｏｗｒｅｆ_ｎ（ｔ）｝＊ＳＯＨｆａｓｔ/ｓｌｏｗ_ｒｅｆ                      （２４）
遅い反応速度と速い反応速度の比率に基づいて算出される劣化度ＳＯＨｆａｓｔ/ｓｌｏｗｎは、図１８に一例を示すように、遅い反応速度と速い反応速度との比率を用いることによって、速い反応速度の過渡事象または遅い反応速度の過渡事象のいずれか変化の大きな事象に基づく劣化度の変化を評価することが可能となる。
【００９０】
上記の式（２２）で算出したＳＯＨｆａｓｔｎ’に対しては、充放電停止時の状態量である残容量ＳＯＣｓｔｏｐｎ及び充電終了時電圧ＶＣＥｎの影響を補正するために、補正後の劣化度ＳＯＨｆａｓｔｎを次式で算出している。この補正は、速い反応速度に対してＳＯＨｆａｓｔｎが図１９に示すような変化を示すことを補正するものである。
ＳＯＨｆａｓｔｎ＝ＳＯＨｆａｓｔｎ’＊α１ｎ＊α２ｎ                    （２５）
補正パラメータα１ｎ、α２ｎは、残容量ＳＯＣｓｔｏｐｎ及び充電終了時電圧ＶＣＥｎに対し、例えば図２０（ａ）、（ｂ）に示すような変化を示す。そこで、図２０（ａ）、（ｂ）に示す変化を所定の関数（高速過渡変化補正量算出式）で表すことで、残容量ＳＯＣｓｔｏｐｎ及び充電終了時電圧ＶＣＥｎから補正パラメータα１ｎ、α２ｎを算出するようにすることができる。
【００９１】
上記では、ＳＯＨｆａｓｔｎの補正について説明したが、ＳＯＨｓｌｏｗｎについても、例えば補正パラメータβ１ｎ、β２ｎを算出する式を事前に作成し、これを用いて同様に補正するようにすることが可能である。
【００９２】
上記のようにして算出したＳＯＨｆａｓｔｎ、ＳＯＨｓｌｏｗｎ、及びＳＯＨｆａｓｔ/ｓｌｏｗｎを用い、図２１に示すようにそれぞれの参照値と比較することで、蓄電池１のＣＯＤを判定することができる。図２１では状態量をＳｆａｓｔ等で表しているが、ＳＯＨを評価するときはこれをＳＯＨｆａｓｔｎ等に置き換えて用いる。ステップＳ３１では、式（２３）を用いてＳＯＨｓｌｏｗｎを算出し、ステップＳ３２では参照値ＳＯＨｓｌｏｗｒｅｆ_ｎと比較する。その結果、ＳＯＨｓｌｏｗｎがＳＯＨｓｌｏｗｒｅｆ_ｎ未満のときはＣＯＤが不足と判定してステップＳ１３に進み、それ以外のときは次のステップＳ３３に進む。
【００９３】
同様にして、ステップＳ３３、Ｓ３４ではＳＯＨｆａｓｔｎを判定し、ステップＳ３５、Ｓ３６ではＳＯＨｆａｓｔ/ｓｌｏｗｎを判定する。そして、いずれでも所定の条件を満たす場合に、ステップＳ１２に進んでＣＯＤが維持されていると判定する。本実施形態では、図１７及び２１に示すような処理を行うことにより、蓄電池１の状態検知を高精度に行うことが可能となる。
【００９４】
上記では、蓄電デバイスの状態量としてＳＯＣ，ＳＯＨを算出し、これを用いて状態検知を行う実施形態について説明した。本発明の蓄電デバイスの状態検知方法では、これに限らず蓄電デバイスの放電能力に関わるその他の状態量を用いることができる。ＳＯＣ，ＳＯＨ以外に、蓄電デバイスの放電能力の判定に利用可能な状態量として、蓄電デバイス内の電解液の濃度変化量がある。電解液の濃度は充放電に伴って変化しており、充放電停止後も安定するまでに時間がかかる。
【００９５】
そこで、電解液濃度変化量を状態検知に用いるために、緩和関数Ｆ（ｔ）の各項ｆｆａｓｔ（ｔ）、ｆｓｌｏｗ（ｔ）及びｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）に対する電解液濃度変化量を算出する濃度変化量算出式を事前に作成して固定記憶手段１２に保存しておく。そして、最適化された緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて濃度変化量算出式から電解液濃度変化量を算出し、これが所定の条件を満たしているか否かを判定することで状態検知を行うようにすることができる。蓄電デバイスの状態検知方法に、さらに電解液濃度変化量を用いるようにすることで、高精度な状態検知が可能となる。
【００９６】
蓄電デバイスの放電能力の判定に利用可能な別の状態量として、電解液の濃度分布の偏り（成層化）の変化がある。蓄電デバイスの電解液の濃度分布の一例を図２２に示す。図２２は、正極９１と負極９２とを中心に電解液９３の濃度分布が変化して成層化９４が形成されている状態を模式的に示している。蓄電デバイスでは、充放電に伴って電解液の濃度分布が変化して同図に示すような成層化９４が形成される。この成層化には、電解液の液面に対して横方向（矢印９５）の濃度分布の偏りである横成層化と、電解液の液面に対して縦方向（矢印９６）の濃度分布の偏りである縦成層化がある。この成層化の変化は、充放電によって電解液濃度が変化するのに伴って生じており、電解液濃度の変化と同様に充放電停止後安定するまでに時間がかかる。
【００９７】
そこで、成層化変化量を状態検知に用いるために、緩和関数Ｆ（ｔ）の各項ｆｆａｓｔ（ｔ）、ｆｓｌｏｗ（ｔ）及びｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）に対する成層化変化量を算出する成層化変化量算出式を事前に作成して固定記憶手段１２に保存しておく。そして、最適化された緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて成層化変化量算出式から成層化変化量を算出し、これが所定の条件を満たしているか否かを判定することで状態検知を行うようにすることができる。蓄電デバイスの状態検知方法に、さらに成層化変化量を用いるようにすることで、高精度な状態検知が可能となる。
【００９８】
蓄電デバイスの放電能力の判定に利用可能なさらに別の状態量として、電解液の液面に対して横方向の濃度分布の偏り（横成層化）の変化がある。この横成層化の変化は、充放電によって電解液濃度が変化するのに伴って生じており、電解液濃度の変化と同様に充放電停止後安定するまでに時間がかかる。
【００９９】
そこで、横成層化変化量を状態検知に用いるために、緩和関数Ｆ（ｔ）の各項ｆｆａｓｔ（ｔ）、ｆｓｌｏｗ（ｔ）及びｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）に対する横成層化変化量を算出する横成層化変化量算出式を事前に作成して固定記憶手段１２に保存しておく。そして、最適化された緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて横成層化変化量算出式から横成層化変化量を算出し、これが所定の条件を満たしているか否かを判定することで状態検知を行うようにすることができる。蓄電デバイスの状態検知方法に、さらに横成層化変化量を用いるようにすることで、高精度な状態検知が可能となる。
【０１００】
蓄電デバイスの放電能力の判定に利用可能なさらに別の状態量として、電解液の液面に対して横方向及び縦方向の濃度分布の偏り（横成層化、縦成層化）の変化がある。これを縦横成層化変化量とするとき、縦横成層化変化量は充放電によって電解液濃度が変化するのに伴って生じており、電解液濃度の変化と同様に充放電停止後安定するまでに時間がかかる。
【０１０１】
そこで、縦横成層化変化量を状態検知に用いるために、緩和関数Ｆ（ｔ）の各項ｆｆａｓｔ（ｔ）、ｆｓｌｏｗ（ｔ）及びｆｆａｓｔ（ｔ）/ｆｓｌｏｗ（ｔ）に対する縦横成層化変化量を算出する縦横成層化変化量算出式を事前に作成して固定記憶手段１２に保存しておく。そして、最適化された緩和関数Ｆ（ｔ）を用いて縦横成層化変化量算出式から縦横成層化変化量を算出し、これが所定の条件を満たしているか否かを判定することで状態検知を行うようにすることができる。蓄電デバイスの状態検知方法に、さらに縦横成層化変化量を用いるようにすることで、高精度な状態検知が可能となる。
【０１０２】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る蓄電デバイスの状態検知方法の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における蓄電デバイスの状態検知方法の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１：蓄電池
２：充電手段
３：負荷
４：入力手段
５：制御装置
１０：状態検知システム
１１：演算装置
１２：固定記憶手段
１３：一時記憶手段
１４：タイマ
１５：状態出力手段
【図１】
2010190818.tif 000003
【図２】
2010190818.tif 000004
【図３】
2010190818.tif 000005
【図４】
2010190818.tif 000006
【図５】
2010190818.tif 000007
【図６】
2010190818.tif 000008
【図７】
2010190818.tif 000009
【図８】
2010190818.tif 000010
【図９】
2010190818.tif 000011
【図１０】
2010190818.tif 000012
【図１１】
2010190818.tif 000013
【図１２】
2010190818.tif 000014
【図１３】
2010190818.tif 000015
【図１４】
2010190818.tif 000016
【図１５】
2010190818.tif 000017
【図１６】
2010190818.tif 000018
【図１７】
2010190818.tif 000019
【図１８】
2010190818.tif 000020
【図１９】
2010190818.tif 000021
【図２０】
2010190818.tif 000022
【図２１】
2010190818.tif 000023
【図２２】
2010190818.tif 000024